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文檔簡介
1、采用傳統(tǒng)的生物脫氮工藝處理高氨氮廢水時(shí),往往面臨碳源不足的問題,影響脫氮的效率與成本。全程自養(yǎng)脫氮( Completely Autotrophic Nitrogenremoval Over Nitrite, CANON)工藝具有無需碳源、節(jié)省曝氣量、降低污泥產(chǎn)量、減少溫室氣體排放量等一系列優(yōu)點(diǎn),但仍然存在啟動(dòng)時(shí)間緩慢、短程硝化難以穩(wěn)定等難題。為在上述難點(diǎn)問題上有所突破,采用四組反應(yīng)器研究了CANON工藝啟動(dòng)及其脫氮性能。其中,反應(yīng)器Ⅰ采
2、用普通活性污泥啟動(dòng),反應(yīng)器Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ在反應(yīng)器Ⅰ啟動(dòng)成功后,接種其污泥啟動(dòng)。
反應(yīng)器Ⅰ通過人工配置無有機(jī)碳源的高氨氮廢水(NH4+-N濃度約400mg·L-1),控制溫度35℃±1℃,pH在7.39~8.01條件下,以海綿為填料,在始終維持曝氣的條件下,經(jīng)過業(yè)硝化階段和厭氧氨氧化階段,運(yùn)行210d后成功啟動(dòng)CANON工藝,TN去除負(fù)荷達(dá)到1.22kg/(m3.d),TN去除率達(dá)到80%。啟動(dòng)成功后,反應(yīng)器能夠保持長期穩(wěn)定,最
3、大TN去除負(fù)荷可達(dá)到2.32kg/(m3·d),TN去除率可達(dá)到80%。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):CANON工藝啟動(dòng)成功及短程硝化維持穩(wěn)定的標(biāo)志是:反應(yīng)前后有明顯的TN損失,⊿NO3--N/⊿TN相對穩(wěn)定,且維持在0.127左右。反應(yīng)器Ⅱ以改性乙烯為填料,通過接種CANON污泥啟動(dòng)CANON工藝。在常溫、厭氧條件下,歷經(jīng)300d啟動(dòng)厭氧氨氧化,脫氮效果不明顯,TN去除負(fù)荷僅為0.12kg/(m3·d);后提高溫度至30℃運(yùn)行約30d后,厭氧氨氧化效果明
4、顯提高,TN去除負(fù)荷達(dá)到0.23kg/(m3·d);轉(zhuǎn)為好氧約30d狀態(tài)后,處理人工配置無有機(jī)碳源的高氨氮廢水(NH4+-N濃度約400mg·L-1),TN去除率達(dá)到77.61%,TN去除負(fù)荷達(dá)到1.01kg/(m3·d),完成CANON工藝的啟動(dòng)。啟動(dòng)過程中發(fā)現(xiàn),適量氧氣的存在不僅不會抑制Anammox菌,而且還會加速CANON工藝的啟動(dòng)。
反應(yīng)器Ⅲ以海綿為填料,通過接種CANON污泥,溫度為20~30℃,直接在好氧條件
5、下啟動(dòng),約50d后,處理人工配置無有機(jī)碳源的高氨氮廢水(NH4+-N濃度約400mg·L-1),TN去除率達(dá)到73.67%,TN去除負(fù)荷可以達(dá)到1.56kg/(m3·d),完成了CANON工藝的啟動(dòng)。
反應(yīng)器Ⅳ以火山巖為填料,通過接種少量CANON污泥,溫度為20~30℃條件下,經(jīng)過137d啟動(dòng)厭氧氨氧化,TN去除負(fù)荷達(dá)到0.87kg/(m3·d),轉(zhuǎn)為好氧狀態(tài)后,經(jīng)歷約20d后,在進(jìn)水NH4+-N濃度約為400mg·L-
6、1情況下,TN去除率達(dá)到67.03%,TN去除負(fù)荷達(dá)到1.53kg/(m3·d),成功啟動(dòng)CANON工藝。隨著反應(yīng)器Ⅳ的繼續(xù)運(yùn)行,在20℃條件下,TN去除負(fù)荷最高可達(dá)到2kg/(m3·d),當(dāng)調(diào)低進(jìn)水負(fù)荷時(shí),最高TN去除率達(dá)到85.50%,相應(yīng)TN去除負(fù)荷為1.17kg/(m3·d)。
試驗(yàn)通過SBBR反應(yīng)器研究了溫度對CANON工藝的影響,發(fā)現(xiàn)采用SBBR反應(yīng)器在30℃~35℃穩(wěn)定運(yùn)行條件下,處理人工配置無有機(jī)碳源的高氨
7、氮廢水(NH4+-N濃度約400mg·L-1),TN去除率可達(dá)到88.3%,TN去除負(fù)荷達(dá)到0.52kg/(m3·d),且pH值先降低后升高的拐點(diǎn)與DO突躍的拐點(diǎn)均可作為反應(yīng)結(jié)束的指示參數(shù)。受低溫沖擊時(shí),Anammox菌與AOB相比,前者更容易受到影響。但通過反應(yīng)器Ⅲ長期在低于30℃溫度下運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)Anammox菌能夠逐漸適應(yīng)較低的溫度,且借助于Anammox菌與NOB對NO2--N的競爭,協(xié)同游離氨的抑制選擇作用,可擴(kuò)展短程硝化的溫度
8、應(yīng)用范圍至20℃~35℃。
試驗(yàn)研究了曝氣量對CANON工藝的影響,發(fā)現(xiàn)曝氣量的大小與CANON工藝的脫氮效率密切相關(guān)。對CANON反應(yīng)器而言,存在極限曝氣量。曝氣量小于極限曝氣量時(shí),提高曝氣量有利于CANON反應(yīng)器的TN去除率;曝氣量超過極限曝氣量時(shí),提高曝氣量不利于CANON反應(yīng)器TN去除率的提高。以海綿為填料時(shí),超過極限曝氣量,TN去除效果能夠維持穩(wěn)定,而以改性乙烯為填料時(shí),則會導(dǎo)致TN去除效果的嚴(yán)重惡化。
9、 針對小同水質(zhì),試驗(yàn)分別研究了不同濃度的NH4+-N、NO2--N與COD對CANON工藝的影響,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):(1)提高NH4+-N與NO2--N濃度均有利于TN去除量增加,但當(dāng)二者在反應(yīng)器中的濃度超過50mg·L-1時(shí),繼續(xù)提高沒有明顯效果。(2)當(dāng)NH4+-N約為400mg·L-1,COD濃度不足100mg·L-1,不會造成對CANON工藝的破壞,但COD濃度超過100mg·L-1時(shí),會惡化CANON工藝。
試驗(yàn)結(jié)合
10、4組反應(yīng)器在長期運(yùn)行條件下的穩(wěn)定性,認(rèn)為兩種海綿填料與火山巖填料均是CANON工藝的合適填料,改性乙烯為填料不適宜作CANON工藝的填料。
最后,試驗(yàn)得出Anammox菌性質(zhì)如下:厭氧氨氧化試驗(yàn)時(shí)消耗的NH4+-N、NO2--N及產(chǎn)生的NO3--N的比例為1:1.36:0.22;在30℃下活性最高,NO2--N對其抑制濃度處于200~280mg.L-1;PO43--P濃度不超過90mg·L-1時(shí)不會對其構(gòu)成抑制,當(dāng)高DO抑
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